2021-2022学年新教材高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向训练（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、第三节化学反应的方向课后篇素养形成必备知识基础练1.在图1中A、B两容器里,分别收集着一种理想气体(二者不反应)。若将中间活塞打开,两种气体分子立即都分布在两个容器中(如图2所示)。关于此过程的下列说法不正确的是()A.此过程是自发可逆的B.此过程从有序到无序,混乱度增大C.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出D.此过程是向混乱程度增大的方向变化的过程,即熵增加的过程答案A解析气体扩散过程中,混乱度增大,即S0,B项、D项正确;该变化过程自发进行,且没有能量变化,即H=0,C项正确;气体的扩散为自发过程,其逆过程不能自发进行,A项错误。2.下列变化中,S0的是()A.-10 液态水结冰B

2、.金属钠与水反应C.干冰(CO2)的升华D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)答案A解析气体液化、液体凝固是体系混乱度减小的过程,故A项S0;B项中有H2生成,D项中CaCO3固体分解有CO2气体生成,均为熵增加过程,S0。3.能用能量判据判断下列过程方向的是()A.水总是自发地由高处往低处流B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大答案A解析水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向;吸热反应也可以自发进行,例如,在25、1.01105Pa时,(NH4)2CO3(s)NH4HC

3、O3(s)+NH3(g)H=+74.9kJmol-1可自发进行,不难看出,上述反应是吸热反应,又是熵增加的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于增大混乱度的倾向,属于熵判据;扑克牌的无序排列也属于熵判据。4.下列说法正确的是()A.若某自发反应的S0,则该反应一定有H0B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)H=+185.57 kJmol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,

4、使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向答案B解析自发反应必有H-TS0时,H0都可能,A项错误;吸热的自发反应一定是熵增大的,B项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据判断反应的自发性,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,增大化学反应速率,但不能改变反应的方向,D项错误。5.下列说法中正确的是()A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的B.自发反应一定熵增加,非自发反应一定熵减小或不变C.熵增加且放热的反应一定是自发反应D.非自发反应在任何条件下都不能实现答案C解析反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的,吸热反应也不都是非自发的;自发反应不一定熵增大,非自发

5、反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响,非自发反应在一定条件下也可能发生。6.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法正确的是()A.该反应是熵增大的反应B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是增大反应的速率D.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应答案C解析只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能自发进行;因该反应是气

6、体物质的量减小的反应,故熵减小;因熵减小不利于反应自发,故该反应自发进行的主要原因是反应放热。7.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”“减小”或“无明显变化”。(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)。(2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)。(3)(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)。(4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)。(5)将少量KNO3晶体溶解在水中。答案(1)减小(2)无明显变化(3)增大(4)减小(5)增大解析判断熵值变化的依据是同温同压下,对同一物质而言,气态熵值液态熵值固态熵值,状态都是气态时,看气体物质的量的大小,

7、物质的量越大,熵值越大。KNO3溶于水时KNO3K+NO3-,自由移动离子数目增多,因此熵值增大。8.由铁矿石生产金属铁有两种可能的途径:Fe2O3(s)+32C(s)2Fe(s)+32CO2(g)H1=+231.93 kJmol-1S1=+276.32 Jmol-1K-1Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)H2=+96.71 kJmol-1S2=+138.79 Jmol-1K-1(1)试判断这两个反应在高温还是低温下自发进行(填“高温”或“低温”)。(2)上述反应中的(填序号)可以在较低温度下进行。答案(1)高温(2)解析(1)观察两反应的特点,两反应均存在H0,S0,

8、要使反应自发进行,即要求H-TS0,则反应应在高温下进行。(2)反应可进行的最低温度分别为:T1=H1S1=231.93kJmol-1276.3210-3kJmol-1K-1839K,T2=H2S2=96.71kJmol-1138.7910-3kJmol-1K-1697K。所以反应可以在较低温度下进行。关键能力提升练9.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2(如图所示)。下列说法中正确的是()生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图A.步骤一中将反应器加热到400 ,可提高CaCO3的生成速率B.

9、步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应D.步骤二中反应的S0,D项错误。10.下列反应中,一定不能自发进行的是()A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)H=-78.03 kJmol-1S=+1 110 Jmol-1K-1B.CO(g)C(石墨,s)+12O2(g)H=+110.5 kJmol-1S=-89.36 Jmol-1K-1C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)H=-444.3 kJmol-1S=-280.1 Jmol-1K-1D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)CO2(g)+CH3COO

10、NH4(aq)+H2O(l)H=+37.3 kJmol-1S=+184.0 Jmol-1K-1答案B解析A项,反应为放热的熵增加反应,一定能自发进行;C项,焓变对反应的方向起决定性作用,在低温下反应能自发进行;D项,熵变对反应的方向起决定性作用,在高温下反应能自发进行。11.下列说法正确的是()A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的H0D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(

11、g)不能自发进行,则该反应的H0答案B解析该反应常温下能自发进行,则H-TS0,即HTS,而S0(反应前后气体化学计量数之和减小),则H0,A项不正确;该反应室温下能自发进行,则H-TS0,即H0、S0,则H0,即HTS,又知T0、S0,则H0,C项不正确;常温下该反应不能自发进行,则H-TS0,即HTS,又知T0、S0,则H0,D项不正确。12.下列内容与结论相对应的是()选项内容结论AH2O(g)变成H2O(l)S0B硝酸铵溶于水可自发进行因为S0C一个反应的H0,S0反应一定不自发进行DH2(g)+F2(g)2HF(g)H=-271 kJmol-1S=+8 Jmol-1K-1反应不可自发

12、进行答案B解析物质由气态变为液态,S0,使过程可自发进行,B正确;H0,S0时,反应在高温下能自发进行,C错误;因反应的H0,故反应能自发进行,D错误。13.灰锡结构松散,不能用于制造器皿;而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为H=-2 180.9 Jmol-1和S=-6.61 J mol-1K-1)()A.会变B.不会变C.不能确定D.升高温度才会变答案A解析在等温、等压条件下,自发反应总是向着H-TS0的方向进行,直至达到平衡状态。因此,在0、

13、100kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡灰锡的H-TS的问题。H-TS=-2180.9Jmol-1-273K(-6.61Jmol-1K-1)=-376.37Jmol-1”“”“”或“=”)。(3)该反应自发进行(填“能”或“不能”)。(4)升高温度,平衡常数(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向方向移动。答案(1)(3)能(4)减小逆反应解析据图像可知,该反应是放热反应,故Q0。据反应特点可知,该反应是熵增加的反应。H0,则H-TS”“”或“=”,下同);当体系温度高于980 K时,估计H-TS0。(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4H

14、F(g)SiF4(g)+2H2O(g)H(298.15 K)=-94.0 kJmol-1,S(298.15 K)=-75.8 Jmol-1K-1,设H和S不随温度而变化,则此反应自发进行的温度为。答案(1)(2)小于1 240 K解析(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应,H0,则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应,H0,且该反应S0,则当T980K时,H-TS980K时,H-TS0。(2)由题给信息,要使反应能自发进行,须有H-TS0,即-94.0kJmol-1-T-75.8Jmol-1K-110-3kJJ-10,则T0,所以该反应常温下不能自发进行(4)裂解为碳单质时,H-TS=74.848 kJmol-1-80.67410-3 kJmol-1K-1T927.8 K,即裂解为碳单质的最低温度为927.8 K。裂解为乙炔时,H-TS=376.426 kJmol-1-220.21110-3 kJmol-1K-1T1 709.4 K,即温度高于1 709.4 K自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取碳单质,温度需控制在927.8 K1 709.4 K。解析(1)反应的H0,S0,要使H-TS0,按照焓判据,反应不能自发进行,因此反应高温自发进行是因为熵值增加。